Des dispositifs de suivi de la capacité adaptative des poissons révèlent qu’ils répondent aux environnements changeants
Les poissons surveillent leur vitesse et leur orientation dans l’eau tout en nageant grâce à des structures calcifiées qui se trouvent dans l’oreille interne, appelées otolithes. Le carbone, sous forme de CO2 et de calcium dans le sang, compose le carbonate de calcium dans ces structures. Le carbone de ces otolithes se trouve sous plusieurs formes, multiples isotopes, y compris l’isotope lourd 13C et le 12C, plus léger. Financée par une bourse Marie Skłodowska-Curie, l’équipe de recherche d’OTOLOG de l’Université d’Aarhus, au Danemark, a démontré que la composition de ces deux isotopes des otolithes de poisson est en corrélation avec le taux métabolique des poissons. Les otolithes: un dispositif de suivi de la capacité adaptative des poissons Les chercheurs se sont rendu compte que les otolithes de poisson comprennent deux sources de carbone dans leur carbonate de calcium: le carbone issu de l’eau dans laquelle le poisson nage et celui des aliments qu’il consomme. Ces sources ont différents rapports d’isotopes de carbone légers et lourds. «Nous avons combiné les variations du carbone et le métabolisme des poissons. Quand le métabolisme d’un poisson augmente lorsqu’il nage dans de l’eau chaude ou qu’il est plus actif, il consomme plus d’aliments, et la proportion de carbone provenant de ces aliments dans les otolithes s’accroît», explique le professeur Peter Grønkjær du département de biosciences de l’Université d’Aarhus. «Comme un dispositif de suivi de la capacité adaptative, ils surveillent et stockent des informations sur le niveau d’activité du poisson.» Un trésor de données Les otolithes conservent leur composition en isotopes de carbone, même après la mort du poisson. En analysant la valeur isotopique du carbone de chaque anneau de croissance, les chercheurs peuvent expliquer de quelle manière les variations saisonnières de température, d’alimentation et du comportement du poisson ont influencé son métabolisme. «Notre nouvelle découverte sera la clé vers un trésor de nouvelles informations», explique le Dr Ming-Tsung Chung, chercheur de l’équipe et responsable des données publiées dans la revue Communications Biology, de Nature Research. Avant, les recherches dépendaient d’installations expérimentales artificielles en laboratoire et de modèles théoriques du métabolisme des poissons, ce qui rendait impossible la simulation des conditions naturelles. «Nous pouvons désormais mesurer et comprendre comment les poissons sont affectés par les changements de l’environnement et s’y adaptent, ainsi que le taux de consommation d’aliments nécessaire afin d’avoir assez d’énergie pour nager, se développer et se reproduire», explique le professeur Grønkjær. «Nous sommes d’ores et déjà capables d’élaborer de bien meilleurs modèles pour illustrer ce qui arrive aux poissons lorsque l’environnement change», ajoute-t-il. La pêche aux informations des années 1800 Les chercheurs ont commencé à examiner les anneaux des otolithes comme indicateurs de croissance dès les années 1890. Conservés dans de petits sacs marron en papier dans les archives des institutions de recherche, ces mêmes otolithes peuvent désormais apporter de nouveaux aperçus importants sur la vie des poissons. Il est également possible de trouver des otolithes très anciens dans des amas coquilliers ou dans des décharges anciennes. Même si ces otolithes sont vieux de plusieurs milliers d’années, ils contiennent encore un signal du carbone qui révèle le métabolisme du poisson. Le groupe de recherche du professeur Grønkjær a déjà entamé l’analyse d’otolithes de morues du Groenland, issus d’une série intacte datant de 1926. Avec un peu de chance, ils pourront fournir une autre pièce importante pour déchiffrer le mystère de l’environnement marin dans quelques années. Et en prime, le professeur Grønkjær conclut: «Nous aurons une bien meilleure connaissance de ce qui arrivera aux stocks de poissons lorsque la mer se réchauffera.» Cela pourrait aider à prédire la résilience climatique des poissons.
Mots‑clés
OTOLOG, poisson, otolithe, carbone, métabolisme, isotope, énergie, morue, changement climatique